Seismologie

Seismologisches Observatorium der Neumayer-Station III

Wir betreiben an NM-III ein kleines lokales Netzwerk, das drei Seismometerstationen mit den internationalen Stationscodes VNA1, VNA2 und VNA3 umfasst. VNA1 bezeichnet die seismographische Station im Observatorium an NM-III. Die Stationen VNA2 und VNA3 liegen ca. 45 km und 85 km entfernt auf den Eiserhebungen Halvfarryggen und Søråsen. Hier liegt das Eis auf Fels auf und schwimmt nicht auf dem Ozean wie das Ekström-Schelfeis unterhalb der Neumayer-Station. Seismische Registrierungen auf Schelfeis haben eine schlechtere Datenqualität und deutlich weniger Informationsgehalt als Festlandstationen. Durch die Nähe zur Küste zeigt VNA1 vor allem im Sommer oft eine sehr starke Bodenunruhe. Dünung oder starke Windsee, an die Eiskante stoßende Eisschollen, aufbrechende Risse im Meereis, auf Grund laufende oder kollidierende Eisberge erzeugen eine Vielfalt an Störungen, die seismische Signale von Erdbeben völlig unkenntlich machen können. Zudem können Scherwellen die darunter liegende Wasserschicht nicht durchdringen, so dass in seismischen Registrierungen auf Schelfeis nur ein Teil der ankommenden seismischen Wellen zu beobachten ist. Stationen weiter im Inland und auf dem Festland zeigen eine erheblich bessere Datenqualität und erst diese ermöglichen qualitativ hochwertige Breitbandregistrierungen. Die Stationen VNA2 und VNA3 sind daher sehr wichtig. Probleme können sich im Winter bei der Energieversorgung ergeben, da hier als Energiequellen nur Solar- und Windenergie zur Verfügung stehen.

Seismometer-Stationen des AWI in der Antarktis
Seismometer und Array im Bereich der Neumayer Station
Seismometer am Watzmann

An der Station VNA2 ist seit 1997 ein kurzperiodisches Detektionsarry in Betrieb. Es umfasst 15 Vertikalseismometer auf drei konzentrischen Ringen, in deren Mitte ein 3-Komponenten Breitbandseismometer steht. Der Durchmesser beträgt knapp zwei km. Es ist bisher das  einzige dieser Art in der Antarktis. Mit diesem Array können Signale von sehr schwachen Erdbeben in stark verrauschten Registrierungen detektiert werden. Dies verbessert die Detektionseigenschaften des gesamten Netzwerkes. Im Entfernungsbereich bis ca. 2000 km ermöglicht dieses Array mit hinreichender Genauigkeit auch die Bestimmung der Richtung, mit der seismische Wellen eintreffen (“backazimuth”) und deren Geschwindigkeit (bzw. “slowness”, reziproke Geschwindigkeit), mit der sie das Array passieren. Beide Parameter verbessern die Genauigkeit der Lokalisierungen von Epizentren.

Integriert in das seismographische Netzwerk ist seit 1997 auch die assoziierte Breitbandstation SNAA an der südafrikanischen Station SANAE-IV. Sie wird mittlerweile vom Council for Geoscience, SA, und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) betrieben. SNAA-Daten stehen uns jedoch kontinuierlich online zur Verfügung und werden an NM-III mit in die Datenbank eingespielt. Seit Anfang 2016 werden auch die Aufzeichnungen der norwegischen Station TROLL mit in die Analyse einbezogen, die routinemäßig mit einem Tag Verzögerung in die Datenbank eingespielt werden.

Derzeit sind im westlichen Dronning Maud Land noch vier weitere temporäre Seismometerstationen in Betrieb. Dies sind NOVO an der russischen Station Novolazarevskaya, SVEA an der gleichnamigen schwedischen Sommerstation, WEI am Weigel Nunatak in den Kottas-Bergen und  KOHN an der Kohnen-Station auf dem Inlandeis. Diese Stationen arbeiten autonom und ohne Betreuung. Sie können nur einmal jährlich im Sommer gewartet werden, wobei dann auch die Daten abgeholt und später an NM-III und am AWI in Bremerhaven in die Datenbank eingespielt werden.

All diese Stationen zusammen ergeben ein relativ ausgedehntes regionales seismographisches Netzwerk im westlichen Dronning Maud Land. Dies ermöglicht uns die regionale Erdbebentätigkeit in dieser Region mit einer relativ niedrigen Detektionsschwelle zu erfassen. Daraus könnten dann weitere Rückschlüsse auf neotektonische Prozesse abgeleitet werden.

Karte der auf Neumayer lokalisierten Erdbeben im Bereich der Antarktis

Zugang zu den Daten der Langzeitmessungen

Die Daten werden online von NM-III an das AWI in Bremerhaven und von dort weiter an das GFZ in Potsdam übertragen. Das GFZ ist das Nationale Datenarchiv für Seismologiedaten. Daten vom lokalen seismographischen Netzwerk von NM-III können hier jederzeit abgerufen werden (Netzwerk-ID ist AW).  Die Daten sind im international gebräuchlichen MiniSEED Format. Es stehen auch dataless seed volumes mit allen notwendigen Metadaten zur Verfügung.

Aktuelle und archivierte Tagesplots der seismischen Registrierungen an VNA2 und VNA3 können hier angesehen werden.

Seismometerstation VNA2 auf dem Halvfarryggen

Die Seismometerstation VNA2, genannt "Watzmann", befindet sich ca. 45 km südöstlich von NM-III auf einem langgezogenen Höhenzug des  Halfvarryggens, in einer Höhe von ca. 350 m ü. NN. Halfvarryggen ist ein Ice Rise bei dem das Eis auf festem Fels aufliegt.

 

 

 

 

 

Seismometerstation VNA3 auf dem Søråsen

Die Seismometerstation VNA3, genannt "Olymp", liegt auf einem langestreckten Höhenrücken, dem Søråsen, etwa 85 km südwestlich von NM-III in einer Höhe von ca. 500 m ü. NN.

 

 

 

 

 

 

 

Seismometerstation SVEA

Svea, eine kleine schwedische Sommerstation, befindet sich 450 km südwestlich von NM-III in den Bergen der Heimefrontfjella. Die gleichnamige Seismometerstation dort arbeitet autonom und kann nur einmal im Jahr im Sommer besucht werden.